《模具工业》!""#$%& $ ’ 总 !(" )
注射模 *+, -./*系统 01,一致性维护方法
杨 宁，娄臻亮，周雄辉
2上海交通大学，上海 !""")"3
摘要：01,是 *+, - ./*系统中最重要的基础数据，是企业上下游部门之间联系的纽带。由于 ./*和
*+,系统管理功能上的重叠，造成 01,数据一致性维护困难，表现在多 01,和单 01,两个不同层
面。针对这两层面问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
的不同性质，面向注射模制造，提出了一种基于映射表和混合链表结构的 01,
一致性维护方法。
关键词：注射模；01,；一致性；映射；链表
中图分类号：4!5) 文献标识码：6 文章编号：7""7 8 !79:（!""#）"’ 8 """) 8 "’
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QRN <=<9.H G4; %&U.I9%4& H450J
，目前在汽车、家用
电器、仪器、仪表等行业中得到了广泛的应用。然而
注射成型模具的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
制造是一个非常复杂的过程，
涉及计划、设计、制造、材料、采购、财务、质量和销
售等多方面，其中仅制造一项就包括产品设计、工
艺
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
、模具设计、电加工、机械加工、表面工程、快
速原形制造、装配等多个环节，并且 7副模具的零
部件动辄有几十上百个。如此庞大的数据若沿用传
统的管理办法势必阻碍生产效率提高，使企业无法
面对激烈的市场竞争，因此实施 *+, - ./*信息集
成势在必行。*+,与 ./*在各自发展进程中，功能
上出现了一些交叉与渗透，使系统信息表达与管理
存在较大的不一致性，能否正确处理两者之间的关
系将直接影响信息集成的效果，其中产品物料清单
（?@AA &B CDEFG@DA，01,）的一致性维护显得尤为突出，
因为整个 ./*系统要依靠 01,才能运转。为此，现
基于映射表和数据结构对注射模 *+, - ./*系统
01,的一致性维护方法进行了研究。
! 01,的类型
物料清单 01,=! > 是定义产品结构的技术文件，
因此它又被称为产品结构表或产品结构树。在 *+,
和 ./*系统中，物料一词有着广泛的含义，它是所
有成品、半成品、在制品、原材料、配套件、协作件、易
耗品等与生产有关的物料的统称。01,是 *+, -
./*系统中最重要的基础数据，是企业上下游部门
之间联系的纽带 =) >，根据各部门对产品数据视角的
——————————————————————
作者简介：杨 宁（7(57 8），男，广东湛江人，博士研究生，主要
从事模具信息系统建模方法研究，地址：上海交通大学国家模具
H6+工程研究中心。电话：（"!7）)!!97777，. 8 CD@A ; IDJKJL
@JK!M"’NIDO&& $P&C$PJ
投稿日期：!""’ 8 7" 8 7(
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不同，)*+可分为以下几类：
, -. 设计 )*+（/)*+）是设计部门根据客户提
供的技术条件，完成设计后形成的产品结构视图文
件，是其他设计或管理活动的依据和源头。
, ". 制造 )*+（+)*+）是工艺部门在 /)*+的
基础上，根据制造装配要求设计的，它包括加工零
部件和按工艺要求的毛坯、模具、夹具等。对应的常
见文本格式包括工艺路线表、关键工序汇总表、重
要件关键件
明细表
装修明细表下载装修明细表下载家庭装修明细表下载仓库货架物料明细表下载花店收入支出明细表下载
、自制件明细表、通用件明细表、
通用专用工装明细表、设备明细表等等。
, 0.计划 )*+（1)*+）是生产计划部门在 +)*+
基础上，根据工厂的加工水平和能力，对 +)*+进
行再设计得到的。它用于生产制造管理，使用它可
以明确了解零件与零件之间的制造关系，跟踪零件
是如何制造出来的，在哪里制造、由谁制造、用什么
制造等信息。
, !.销售 )*+（2)*+）是市场销售部门在 1)*+
基础上，按用户要求配置的产品结构部分。对应的
常见文本格式包括基本件明细表、通用件明细表、
专用件明细表、选装件明细表、替换件明细表、特殊
要求更改通知单等等。
, $.采购 )*+（))*+）是采购部门在 1)*+基础
上，根据生产要求外购原材料、标准件和成套部件
等产生的，对应的文本格式主要包括外购件明细
表、外协件明细表、自制件明细表和材料明细汇总
表。采购 )*+信息一般来源于设计图纸和工艺卡
片，由采购部门或生产准备部门根据其安排采购计
划和生产计划。
, 3. 外协 )*+（*)*+）是 1)*+的另外一种形
式，它是生产计划部门将计划内不能完成的产品委
托给合作伙伴所发送的一种 )*+数据，包括 +)*+
和生产有效期。
, 4. 成本 )*+（5)*+）是财务部门在 1)*+、
2)*+、*)*+基础上，根据企业现行零件的标准成
本、建议成本、现行成本的管理标准产生出来的。通
过对 1)*+、2)*+、*)*+的累加自动生成 5)*+，
用于制造成本控制和成本差异分析。
用多个视图来描述产品结构数据必然产生视
图之间数据的一致性问题 6! 7 $ 8，因为不同 )*+视图
之间彼此不是孤立的，存在密切联系，是关于同一
事物的不同侧面的描述，这就要求不同视图之间在
逻辑上必须保持一致，任何一个 )*+数据的变化，
与此相关的其它 )*+视图数据都应该进行相应的
修正，这对于减少数据冗余，保证设计、制造、管理、
销售各部门产品数据的集成与共享具有重要意义。
0 基于映射表的多 )*+一致性维护方法
以上针对不同应用领域，获得了 )*+数据的多
视图特性，并且各视图随用户需求、设计、工艺的更
改，生产条件的改变而处于不断变化之中，研究多视
图之间的映射关系，对于保证 )*+之间的数据一致
性极为重要。以下是基于离散理论给出的几个映射
定义：
定义 -：设集合 9)*+, ! . 7 )*+, " . 7 # : 是一由
)*+, ! .到 )*+, " .的关系，如果对于每个 $!)*+
, ! . 7存在唯一 %!)*+, " .，使得 $#%，则称关系 # 是
)*+, ! . 到 )*+, " . 的一个映射关系，记为 # ; )*+
, ! .")*+, " .，其中 % 称为 $ 的像，用 #（$）表示，
而 % 称为 $ 的像源。
定义 "：设有映射 # ; )*+, ! . ")*+, " .，& ;
)*+, " . ")*+, ’ .，则 # 和 & 的复合函数是一个
)*+, ! .")*+, ’ .的映射，记为 &· #。
定义 0：设有映射 # ; )*+, ! . ")*+, " . 和 ( ;
)*+,!#.")*+, " .，如果 )*+,!#.$)*+, ! .，所有
$!)*+,!#.，有 (（$）< #（$），则称 ( 是 # 在 )*+
,!#.上的限制，并称 # 是 ( 在 )*+, ! .上的扩充，记
为 ( < #% ,)*+,!#. = )*+, " . .。
根据注射模各类 )*+之间的转换关系，将 )*+
的映射关系定义为以下几种：
, -. 合成：像 )*+视图的属性和数据由其他若
干源视图的属性和数据组合而成，如 5)*+ 可由
+)*+、*)*+、2)*+和 ))*+组成，表示为 5)*+ <
+)*+ > *)*+ > 2)*+ > ))*+，2)*+ 可表示为
2)*+ < +)*+ > *)*+。
, ".分解：合成的反操作，源 )*+视图的属性和
数据可以拆分成其他若干个像视图的属性和数据，
如 1)*+ 可以拆分成 +)*+ 和 *)*+，表示为
+)*+ < 1)*+ ? *)*+或 *)*+ < 1)*+ ? +)*+。
, 0.镜像：映射前后源 )*+与像 )*+的属性与
数据没有发生改变，如各 )*+关于 /)*+的映射就
是一个典型例子。
, !. 派生：像 )*+的某些属性数据是依赖源
)*+的数据计算得来，如 +)*+中的工艺文件数据
就是在 /)*+基础上通过工艺决策生成的，1)*+
的计划数据又是根据 +)*+的工时定额综合生产
能力数据计算出的。基于以上分析，各 )*+的映射
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关系如图 )所示。
图 ) 注射模 *+,映射关系
可以看出，注射模 *+,与其它产品 *+,的一
个主要区别就在于绝对源 *+,是注射件，而不是设
计 *+,。注射模产品的映射起源于注射件，模具型
腔通过注射件特征映射产生，接着型腔通过装配关
系，映射出模架，最后型腔与模具通过组成关系映
射出整个产品的 -*+,。此外，从图 )可以看出，各
*+,之间是一种组合映射关系，根据定义 !、.，这种
组合可以用组合约束函数进行表达。以下给出了一
种基于映射表的多 *+,数据一致性维护方法，映射
表结构如表 )所示。
映射表是一个对称结构，表中行元素为源视
图，列元素为像视图。表 )所反映的映射关系为 !!
"!#!$，% 为镜像映射，& 为派生映射，’ 为分解
映射，( 为限制条件。映射表可用 )个矩阵 ) / 0 *&+ 1
, 2 , 表示，若 ! 发生变化，各 *+,视图映射的算
法如下：
!置 & / )；
" & / & 3 )；
# & 4 ,5是，输出“映射不存在”，结束；否，转
$；
$ *& / !5是，转%；否，转"；
%置 + / &；
& + / + 3 )；
’ + 4 ,5是，输出映射结果，结束；否，转(；
(%( 0 ! 1"-&+ 5是，运行 -&+，转&；否，转&；
从上述算法可以看出，只要源 *+,进行了修
改，相应所有的像 *+,也都进行了相应的修正，从
而自动完成了数据一致性的维护。
’ 基于混合链表结构的单 *+,一致性维护方法
*+,主要有两种常用的存储结构，多层 *+,和
单层 *+,。多层 *+,采用“单父—多子”的数据结
构，详细记录了产品零部件的层次号，零部件的标识
号以及零部件在产品树中的相应顺序号，只要存在
于不同零部件中，都要再记录 )次，数据库存储的记
录数和产品包含的零部件数目相等，因此，数据量和
数据冗余都比较大。此外，由于采用“单父—多子”
的数据结构，其层次结构只能表现为“产品—零件”，
而不是“产品—部件—零件”，无法完整地表达产品
真实的层次结构。多层 *+,的优点是数据索引效率
高，这种结构对采购和库存 *+,十分有用。
单层 *+,采用“单父—单子”的数据结构，只记
录相邻层次的零部件物料的单层对应关系，也就是
对 *+,表中每一种零部件装配关系只记录 )次，对
相同父子关系合并，并累计入数据库记录表的数据
项中。单层 *+,能够很好反映真实的产品层次结
构，并且每种层次结构只记录 )次。因此，数据记录
和数据的冗余都比较少。但是，其数据索引需要配
合一定的算法和程序，存在一个计算效率问题。因
为注射模是一个层次结构复杂的产品，索引和映射
计算会严重影响系统的性能，因此提高索引效率是
注射模 *+,系统亟待解决的一个问题。
无论采用多层或单层 *+,，都无法很好解决数
据冗余问题，如图 !所示结构，包含 !个部件 6，当
一个部件 6修改时，另一个就面临冗余所带来的不
一致问题。
针对以上问题，提出了一种混合链表结构来表
达 *+,的存储格式，如表 !所示。该结构保持了多
层 *+,关系表索引效率高的特点，通过产品层次号
可以很容易查到不同层次所包含的零部件信息，基
于这些信息能够方便建立采购和库存 *+,。将链表
结构引入多层 *+,关系表，通过父子链，可以方便
地进行正反向索引，建立真实的产品结构树。混合
链表底层数据单元的结构如表 .所示，由于采用链
式结构，当修改单元数据时，所有引用了该零件的部
件的相应数据都将同时被修改，从而实现了最终消
-*+, 7*+, ,*+, 6*+,
+*+,
**+,
#
#
! ! !
$ $
#
8*+,
$ $ $
注塑件
!
镜像 分解派生 合成
% &&
% % % %
!% & &
&
&
& &
&
&
! " # $
! — %( 0 ! 1 %( 0 ! 1 &( 0 " 1 %( 0 ! 1 &( 0 " 1 ’( 0 # 1
" — —— &( 0 " 1 &( 0 " 1 ’( 0 # 1
# — —— — ’( 0 # 1
$ — —— — ——
表 ) 注射模多 *+,映射表
! 《模具工业》"##$%&’ % ( 总 ")#
除数据冗余的目的。
图 " 产品层次结构树
$ 应用实例
根据上文所提出的一致性维护方法，在 *+, -
./*环境下采用 ,012’3’45 603789 : ; ; !% # ; <=*工
具开发了面向注射模制造的 >?,管理系统，系统利
用 ?2819@A% #对数据库进行管理。系统的设计实例如
图 B所示。
! 结束语
结合当前注射模数据管理特点和发展趋势，提
出了一种注射模 *+, - ./* 系统 >?,一致性维护
方法。基于映射表设计了 >?,映射关系，解决了多
个 >?,间数据转换的一致性问题。基于混合链表结
构设计了 >?,存储格式，解决了单个 >?,索引效
率和数据冗余问题。经过实际应用，证明该方法能
够有效解决注射模 *+, -./*系统 >?,数据的一致
性问题。
参考文献：
C DE 周雄辉，彭颖红 % 现代模具设计制造理论与技术
C,E % 上海：上海交通大学出版社，"###%
C "E 戴 同 %:<+ -:<** -:<,基础教程 C,E % 北京：机械
图 B >?,管理系统设计实例
工业出版社 F D))G%
C BE HI J K，J’LM + N% ?, ’4 8 52@@ T 5OR@ 35271572@ 0L ,/* T! C H E % H’72L89
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应用 C H E % 计算机集成制造系统 T :I,=，"##"，A（G）：
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表 B 链表数据单元结构
父件链 单元数据 子件链
表 "
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""""""""""""""""""""""
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混合链表结构
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记录号 产品 父件I+ 子件I+ 数量 总量 层次号 备注
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